Moubray (1991) descreve falha como a incapacidade de um bem fazer o que o seu utilizador pretende e falha funcional como a incapacidade de qualquer bem cumprir uma função num padrão de desempenho aceitável para o utilizador. Define também avaria como a inaptidão de um bem para atingir um determinado nível de desempenho.
Cabral (2006), por sua vez, utiliza o termo falha quando se refere a um acontecimento sem retorno e de avaria quando considera que existe paragem ou inoperacionalidade de um equipamento. No entanto, ao longo do presente trabalho ambos os termos foram utilizados sem distinção.
Modo de Falha e Análise de Efeitos (FMEA - Failure Mode and Effects Analysis) é um método que permite identificar e compreender modos de falha e as suas causas, calcular os riscos associados em cada avaria e identificar e realizar ações corretivas específicas a cada falha (Carlson, 2012). Este método deve ser considerado para o desenvolvimento de um conjunto de ações que irão reduzir os riscos associados a cada falha. Existem diversos objetivos para aplicar a FMEA; neste estudo, os principais objetivos foram minimizar as perdas de desempenho do equipamento e analisar quaisquer alterações nas características do produto.
Para realizar o presente estudo foram seguidos os primeiros passos da FMEA, que consistem em determinar os modos de falha possíveis, os seus efeitos potenciais e determinar a causa real da falha (Villacourt, 1992).
Na Tabela 5.1 é apresentada uma tipificação geral de sintomas e causas de avarias e, na Tabela 5.2, de intervenções e ações futuras.
Tabela 5.1 – Sistematização de sintomas e causas de avarias (adaptado de Cabral, 2006).
Sintomas
Causas
Inoperacional Má manutenção Fraco rendimento Desgaste Produção defeituosa Má operação
Ruído Mau projeto ou má operação
Fuga Causa segunda
Vibração Acidente
Fratura Não identificável
Tabela 5.2 - Sistematização de intervenções e ações futuras (adaptado de Cabral, 2006).
Intervenções
Ações futuras
Ajustado/afinado A ajustar/afinar Reparado A reparar Reparado provisoriamente A vigiar Substituído A substituir Modificado A modificar Limpo A limpar
A avaria em estudo tem como sintoma uma fuga, em que a causa é, segundo a Tabela 5.1, uma causa segunda, podendo resultar de má manutenção, de desgaste, da má operação, de um mau projeto, ou mesmo, da má montagem do equipamento. O presente trabalho teve como objetivo descobrir a causa da fuga através do controlo de condição do equipamento, que, segundo Cabral 2006, consiste na aplicação de dois métodos: o acompanhamento da tendência e a verificação da condição. O acompanhamento da tendência consiste na avaliação periódica de um parâmetro indicador das variações da condição de funcionamento do
equipamento ou dos seus componentes. A verificação da condição é feita através da medição de um parâmetro, numa determinada altura, o que permite inferir, deste modo, o estado do equipamento. Estes dois métodos foram aplicados nos períodos de manutenção semanal, descrita mais à frente.
5.1
Descrição da falha
Ao inspecionar o funcionamento da enchedora de garrafas, ficou evidenciado que esta apresentava uma avaria aleatória nas válvulas de enchimento. De facto, esta levava tanto à saída de garrafas vazias como à saída de garrafas a transbordar, não sendo possível estabelecer um padrão de avaria; não obstante, sempre que existia uma avaria verificou-se existir sistematicamente um depósito de resíduos na zona da mola, o que pode ser observado na Figura 5.1. Esses resíduos prendiam o movimento do veio (Figura 4.10 – a), Peça nº 3), componente que abre e fecha a válvula de enchimento, levando à existência de garrafas a transbordar ou mesmo vazias. Na zona da mola apenas devia circular ar comprimido e não circula CIP.
Com esta análise, foi possível admitir que existia uma fuga dentro da válvula de enchimento, como referido anteriormente, facto que não pode ocorrer, de acordo com regulamentos europeias como TA Luft (Rodriguez-Garcia, 2016).
Uma vez que a enchedora é o equipamento que determina a cadência de produção de uma linha de enchimento, uma avaria nesta afeta a linha de enchimento por um todo. Ou seja, ao parar a enchedora para manutenção corretiva, esta paragem tem um impacto negativo no rendimento da enchedora e consequentemente no rendimento da linha de enchimento, o que representa um mau aproveitamento dos recursos disponíveis.
Habitualmente, a avaria mais comum numa enchedora, além da avaria nas válvulas de enchimento, consiste no desgaste de componentes consumíveis antes do tempo previsto de vida útil, como por exemplo desgaste antecipado dos roletes das bombas de elevação e dos roletes das válvulas de enchimento. Diversos ajustes no equipamento, que levam à paragem de produção, têm também influência no rendimento da linha de enchimento.
Os equipamentos com um maior número de avarias numa linha de enchimento são a enchedora, as embaladoras e a paletizadora/despaletizadora. Essas avarias consistem em encravamentos devido a material fora de especificação e/ou quebra de componentes.
De acordo com os registos informáticos disponíveis em SAP PM, foi possível obter informação, desde 2011, relativa às avarias recorrentes nas válvulas de enchimento. Na Figura 5.2 é apresentado um gráfico com a evolução das avarias na enchedora comparando-as às avarias por depósito de resíduos nas válvulas de enchimento, a partir de registos feitos pelos operadores.
Figura 5.2 - Gráfico com avarias na enchedora e avarias por depósito de resíduos. 87 124 71 97 43 89 3 6 8 29 13 43 0 20 40 60 80 100 120 140 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Q ua ntida de Ano
Observando o gráfico, em relação a 2016, conclui-se que em 89 avarias da enchedora, 43 foram relativas às válvulas de enchimento. De notar que uma avaria é considerada uma paragem com mais de 5 minutos, implicando intervenção e reparação do equipamento.
A análise da avaria permite concluir que esta tem aumentado ao longo dos anos, exceto em 2015. Neste ano, o decréscimo ocorrido foi devido à implementação de uma nova estratégia de manutenção, que consistiu em lavar todas as válvulas de seis em seis meses, limpando o depósito de resíduos. Porém, mesmo com a nova estratégia de manutenção, de 2015 para 2016 o número de avarias devido ao depósito de resíduos foi muito significativo.
Verificou-se que houve um aumento de avarias por depósito de resíduos de 2013 para 2014 e de 2015 para 2016, que surgiu em simultâneo com a entrada no mercado da Radler e da Strongbow, respetivamente. Tratando-se de sidras, estas podem ter influência na falha em estudo, devido a uma maior quantidade de açúcares e, consequentemente, maior tendência para formar depósito.
Recorrendo à Figura 5.3, que apresenta outra abordagem de representação gráfica da evolução das avarias da válvula de enchimento comparativamente à enchedora ao longo dos anos, é possível corroborar a interpretação acima exposta.
Figura 5.3 – Gráfico com a evolução das avarias da válvula de enchimento.
3,35% 4,84% 11,27% 29,90% 30,24% 48,31% 2011 2012 2013 2014 2015 2016 Per cen ta gem Ano
No que diz respeito à avaria em estudo, esta pode apresentar-se de duas formas: Quando o produto a ser cheio espuma mais do que o normal;
Quando a saída de ar pressurizado pelo escape é audível.
Quando espuma demais, significa que o escape ficou obstruído por resíduos, impedindo o funcionamento regular da mola e, ao continuar a ser acionado ar comprimido sem escoamento, cria-se uma pressão excessiva nessa zona. A mola, ao não comprimir, não vai pressionar o veio de modo a que este vede corretamente a válvula de enchimento, o que faz com que encha produto excessivamente, que promove a formação de espuma.
Quando a saída de ar pressurizado é audível, significa que o anel comandado por ar pressurizado, que pressiona o veio, está preso pelos resíduos de produto. Uma vez que o anel está preso ou danificado, o ar pressurizado que continua a ser comandado como não consegue mover o anel de plástico, sai diretamente pelo escape, o que é audível.
Como consequência destas duas falhas funcionais, dá-se a rejeição das garrafas com nível de produto abaixo do necessário por parte do inspetor de nível que está após a enchedora, retirando-as da linha.
Tendo em conta que a enchedora contém 120 válvulas de enchimento e uma cadência de produção de 64 000 garrafas por hora, ao fim de uma hora de enchimento em contínuo irão ser rejeitadas cerca de 530 garrafas, o que representa o desperdício de 165 litros, ao considerar garrafas de 0,33 L.
Pelo que foi dito, compreende-se que quando existe uma avaria durante produção, é necessário repará-la o mais rapidamente possível, pois continuar a produção com uma avaria pode levar a um grande prejuízo. Para tal, é necessário esvaziar a cuba da enchedora, sendo desperdiçado produto final, e parar a linha para poderem ser realizadas as operações de manutenção, existindo assim perda de rendimento da linha. Todos estes aspetos relativos aos custos decorrentes de uma falha na válvula de enchimento representam uma despesa que pode ser calculada e evitada.
Simultaneamente, durante a investigação da falha, a SCC, ao fazer parte do grupo Heineken, teve a possibilidade de contactar com fábricas do grupo e trocar informações acerca do sucedido, em particular com três fábricas com uma enchedora idêntica à em estudo, nomeadamente na Croácia, na Áustria e na Holanda. Ao contactar cada uma dessas fábricas, foi questionado se alguma vez se tinham deparado com uma avaria semelhante à em estudo e como a tinham resolvido. Destes contatos resultaram as seguintes conclusões:
Na fábrica da Holanda existia uma avaria semelhante à da SCC, em que havia depósito de resíduos caramelizados, mas na válvula de vácuo. Sendo que a válvula do vácuo e a zona da mola estão em sítios distintos, e os seus percursos são diferentes, não foi possível relacionar as duas avarias. Foram ainda trocadas informações relativamente ao funcionamento da enchedora e os seus parâmetros, confirmando- se que a enchedora da SCC está a ser manuseada de forma idêntica e correta.
No contacto com a fábrica na Croácia foram discutidos os parâmetros de manutenção e os parâmetros da CIP, tendo sido possível concluir que, na SCC, estavam a ser executados corretamente.
Por último, relativamente à troca de informação com a fábrica na Áustria, não foi possível chegar a nenhuma conclusão, pois o corpo das válvulas de enchimento é diferente das existentes na SCC.